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Resistores Resistores são componentes eletrônicos cuja principal finalidade é controlar a passagem de corrente el é trica. Denomina-se resistor todo condutor,

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1 Resistores Resistores são componentes eletrônicos cuja principal finalidade é controlar a passagem de corrente el é trica. Denomina-se resistor todo condutor, no qual a energia el é trica consumida é transformada exclusivamente, em energia t é rmica.

2 Aplicação dos resistores

3 Constituição do Resistor A resistência el é trica é diretamente proporcional ao comprimento do condutor A resistência el é trica é inversamente proporcional à se ç ão transversal do condutor A resistência el é trica depende do material do condutor.

4 Segunda lei de Ohm R=. L/A R: valor da resistência : resistividade do material (.m) L: comprimento do material (m) A: Á rea da sec ç ão transversal (m 2 ).

5 Resistividade a 20 °C de alguns materiais Material Cobre Alum í nio Bismuto Prata N í quel Nicromel Resistividade (.m) 1, , , , ,

6 Processos de Fabrica ç ão Por deposição de filme de material resistivo ü Resistência de carbono aglomerado ü Resistência de película de carbono Resistência de pel í cula met á lica Fio resistivo enrolado ü Resistência bobinada ü Resistência bobinada vitrificada

7 Resistores de carbono aglomerado Estes resistores são fabricados utilizando uma mistura de pó de grafite com um material neutro (talco, argila, areia ou resina acrílica). A resistência é dada pela densidade de pó de grafite na mistura. O acabamento deste componente é feito com camadas de verniz, esmalte ou resina.

8 Características Desvantagens Apresenta baixa precisão. Tolerâncias de 5%, 10 e 20 %. A oxidação do carbono pode provocar a alteração do valor nominal da resistência. Apresenta altos níveis de tensão de ruído. Vantagens baixo custo de 3 a 6 vezes menor que os de película metálica.

9 Resistor de película de carbono Este componente é fabricado pela deposição em vácuo de uma fina película de carbono cristalino e puro sobre um bastão cerâmico, para resistores de valor elevado, o valor é ajustado pela abertura de um suco espiralado sobre sua superfície.

10 Resistor de película de carbono

11 Vantagens Estes resistores são bastante precisos. Apresentam baixos níveis de ruído. Apresentam grande estabilidade nos circuitos. São fabricados com tolerância de ± 1% Alcançam valores de 100 M.

12 Resistor de película metálica Este componente é fabricado de um modo muito semelhante ao do resistor de carbono onde o grafite é substituido por uma liga metálica que apresenta alta resistividade ou por um óxido metálico. A película normalmente é inoxidável, o que impede a variação do valor da resistência com o passar do tempo. Pode ser fabricado em espiral o que aumenta a resistência.

13 Resistor de película metálica

14 Características Vantagens Apresentam grande precisão Tolerâncias entre 0,1% e 2%. Desvantagens alto custo baixa potência de dissipação.

15 Apresentação Resistência de carbono aglomerado Resistência de película de carbono Resistência de pel í cula met á lica

16 Representação de potência em resistores

17 Resistor bobinado Este componente pode ser fabricado com um material de resistência específica ou pela união de vários materiais, ou pelo uso de ligas metálicas. O fio condutor é enrolado em um tubo cerâmico e para evitar curto-circuito entre as espiras, é feito o recobrimento do fio com esmalte que suporta altas temperaturas.

18 Características Vantagens Baixo custo. Alta dissipação de potência. Desvantagens Grandes dimensões Baixa precisão

19 Resistor bobinado vitrificado O processo de fabricação é o mesmo do resistor bobinado, tendo como diferenças que o tubo onde é enrolado o condutor é vitrificado e a isolacão entre as espiras é feita com uma camada de material vítreo de grande espessura. Isto permite um melhor isolamento térmico da resistência de outros componentes que podem interferir em suas características elétricas.

20 Apresentação Resistência bobinada Resistência bobinada vitrificada

21 Resistores variáveis Também existem resistores com valores variáveis. Estes componentes são bastantre empregados em controle de volume, controle de fontes de alimentação e em filtros, são conhecidos por Trimpots, potenciômetros ou reostatos e podem ser fabricados tanto com películas de carbono, metálicas ou por fio enrolado, e a variação da resistência é obtida pela variação comprimento do condutor ou pela área da película metálica definida entre o cursor e e os terminais do componente.

22 Apresentação Potênciometros

23 Apresentação Potênciometros deslizantes

24 Representação gráfica A representação de um resistor está associada à sua principal característica de dificultar a passagem de corrente elétrica. Ocorreram variações nesta representação na década de 70 por isso apresentamos as duas representações, que podem ser encontradas em circuitos elétricos.

25 Representação gráfica

26 Esquema da posição dos anéis de valores Os resistores das séries E6, E12 e E 24 não apresentam o 4°anel com isso o fator de multiplicação é dado pelo 3° anel.

27 Esquema da posição dos anéis de valores

28 Curva Característica A curva característica de um resistor é dada pela 1° lei de Ohm U=R.I Onde: U: tensão aplicada R: Resistência I: Corrente

29 Outros resistores (LDR) A parte sensível à luz, no LDR, é uma trilha ondulada feita de sulfeto de cádmio. A energia luminosa inerente ao feixe de luz que atinge essa trilha, provoca uma liberação de portadores de carga elétrica além do normal, nesse material. Essa quantidade extra de portadores faz com que a resistência do elemento diminua drasticamente conforme o nível de iluminação aumenta.

30 Outros resistores (LDR)

31 Outros resistores (Termistores) Um resistor sensível à temperatura é chamado de termístor Na maioria dos tipos comuns de termístores a resistência diminui à medida que a temperatura aumenta. Eles são denominados termístores de coeficiente negativo de temperatura e indicados como NTC.

32 Outros resistores (Termistores)

33

34 Capacitor É um componente constitu í do por dois condutores separados por um isolante: os condutores são chamados armaduras (ou placas) do capacitor e o isolante é o diel é trico do capacitor. Costuma-se dar nome a esses aparelhos de acordo com a forma de suas armaduras. Assim temos capacitor plano (Fig-1), capacitor cil í ndrico (Fig-2), capacitor esf é rico etc. O diel é trico pode ser um isolante qualquer como o vidro, a parafina, o papel e muitas vezes é o pr ó prio ar. Nos diagramas de circuitos el é tricos o capacitor é representado da maneira mostrada na Fig-3.

35 Capacitores

36 Um capacitor apresenta uma caracter í stica el é trica dominante que é simples, elementar. Apresenta uma proporcionalidade entre corrente entre seus terminais e a varia ç ão da diferen ç a de potencial el é trico nos terminais. Ou seja, possui uma caracter í stica el é trica dominante com a natureza de uma capacitância. Um capacitor é fundamentalmente um armazenador de energia sob a forma de um campo eletrost á tico.

37 Tempo de Carga e Descarga de um Capacitor Uma das caracter í sticas mais interessantes do capacitor, que possibilita in ú meras aplica ç ões tecnol ó gicas, sobretudo em eletrônica, é o seu tempo de carga e descarga. A figura a seguir representa o processo de carga de um capacitor por um gerador e o correspondente gr á fico de carga armazenada em cada placa durante o tempo correspondente.

38 Tempo de Carga e Descarga de um Capacitor

39 Vamos supor um capacitor de capacidade C sendo carregado eletricamente por um gerador. Como, da definição de capacidade (Q = CxV) e C é constante. Energia armazenada em um capacitor

40 De que é formado um capacitor? O capacitor é formado de duas placas metálicas, separadas por um material isolante denominado dielétrico. Utiliza-se como dielétrico o papel, a cerâmica, a mica, os materiais plásticos ou mesmo o ar.

41 Aplicações Capacitores são utilizados com o fim de eliminar sinais indesejados, oferecendo um caminho mais f á cil pelo qual a energia associada a esses sinais esp ú rios pode ser escoada, impedindo-a de invadir o circuito protegido. Nestas aplica ç ões, normalmente quanto maior a capacitância melhor o efeito obtido e podem apresentar grandes tolerâncias. J á capacitores empregados em aplica ç ões que requerem maior precisão, tais como os capacitores que determinam a freq ü ência de oscila ç ão de um circuito, possuem tolerâncias menores.

42 Fatores que influenciam na capacitância A capacitância de um capacitor, é uma constante característica do componente, assim, ela vai depender de certos fatores próprios do capacitor. A área das armaduras, por exemplo, influi na capacitância, que é tanto maior quanto maior for o valor desta área. Em outras palavras, a capacitância C é proporcional à área A de cada armadura, ou seja: C A

43 Fatores que influenciam na capacitância A espessura do dielétrico é um outro fator que influi na capacitância. Verifica-se que quanto menor for a distância d entre as armaduras maior será a capacitância C do componente, isto é: C 1/d Este fato também é utilizado nos capacitores modernos, nos quais se usam dielétricos de grande poder de isolamento, com espessura bastante reduzida, de modo a obter grande capacitância.

44 Apresentação Capacitores cerâmicos

45 Apresentação Capacitores de polipropileno Capacitores de poliéster Capacitores de policarbonato

46 Apresentação Capacitores eletrolíticos (alumínio)

47 Apresentação Capacitores eletrolíticos (alumínio e tântalo)

48 Capacitores ajustáveis Uma categoria importante é a dos capacitores vari á veis. Nestes dispositivos, pode-se controlar a á rea das superf í cies condutoras submetidas ao campo el é trico, efetivamente controlando a capacitância.

49 Capacitores ajustáveis Capacitor de sintonia

50 Trimmers e Padders São capacitores variáveis com pequenas dimensões normalmente utilizados em rádios portáteis e em diversos dispositivos eletrônicos. Tem capacitâncias máximas em torno de 500 pF. São utilizados principalmente para o ajuste do valor correto da capacitância total de um circuito. O ajuste pode ser obtido : Variando a superfície das placas Variando a distância entre as placas Variando o material do dielétrico.

51 Trimmers

52 Código de cores para capacitores Os valores de capacitância são indicados em pF. Este código é em geral empregado nos capacitores de poliéster metalizado.

53 Código de cores para capacitores

54 Código para capacitores cerâmicos Os valores de capacitância são indicados em pF.

55 Transistores Um transistor é constituído pela combinação de dois diodos de junção PN. Uma junção PN é polarizada diretamente e a outra inversamente. A união desses dois componentes poderá ser feita de duas formas: união através do material P, para produzir um transistor NPN e união através do material N, para produzir um transistor PNP.

56 Transistores

57 Funcionamento de um transistor NPN A junção emissor-base do transistor deve ser polarizada diretamente. A corrente circula do emissor para a base. Os elétrons provenientes da área do emissor que chegam à área da base, são solicitados por duas forças de atração: a primeira do terminal positivo da bateria do coletor e a outra do terminal do terminal, também positivo da bateria do emissor. A tensão existente entre o emissor e a base possui tensão muito baixa, da ordem de 0,1 V enquanto a tensão entre base e coletor oferece um valor bem mais elevado, por exemplo 6 V. Com isso podemos notar que a grande maioria dos elétrons, cerca de 97%, ao entrar na área da base será atraída pela área de maior tensão, a área do coletor; apenas uma pequena parte não penetra na área da base e é atraída para o terminal positivo da bateria de polarização. Esses poucos elétrons fornecem a corrente de base, que possui um valor muito pequeno. Cada elétron que deixa o coletor deve ser substituído e essa substituição é feita pelo emissor que também deve ter seus elétrons substituídos, isso gera um fluxo contínuo de corrente.

58 Funcionamento de um transistor PNP De forma similar ao transistor do tipo NPN, o transistor PNP tem a junção emissor-base polarizada diretamente, enquanto a junção base coletor é polarizada inversamente. Os portadores majoritários no transistor PNP são lacunas. O elétrons do circuito externo passam para o coletor e daí para o emissor. As lacunas que penetram na área da base, passam para o coletor onde serão preenchidas com elétron provenientes do terminal negativo da bateria de coletor. Os elétrons que chegam ao emissor são atraídos para o terminal positivo da bateria de polarização. Cada elétron que passa do emissor para a bateria de polarização, deixa uma lacuna em seu lugar. Como ocorre no transistor NPN, podemos aplicar uma pequena tensão de sinal a fim de produzir um sinal amplificado na saída do coletor.

59 Curva Característica

60 Emissor comum Um transistor encontra-se na montagem emissor comum, quando a entrada é na base e a saída é no coletor, tendo o emissor como eletrodo comum. Características da montagem: Ganho em corrente: grande. Ganho em tensão: médio. Resistência de entrada: média. Resistência de Saída: média. Ganho em potência: Grande (40 a 50dB). Defasagem: 180° (defasagem da base para o coletor). Sinal: entra na base e sai no coletor.

61 Emissor comum

62 Base comum Neste caso a base está na entrada e na saída do circuito, ou seja, a base é o eletrodo comum. Características de montagem: Ganho em corrente: aproximadamente igual a 1. Ganho de tensão: grande. Resistência de entrada: pequena. Resist6encia de saída: grande. Ganho de potência: médio. Defasagem: 0 (não há defasagem do emissor para o coletor). Sinal: entrada no emissor e saída no coletor.

63 Base comum

64 Coletor comum Aqui a entrada é na base e a saída é no emissor, tendo o coletor como eletrodo comum. Características de montagem: Ganho de corrente: grande. Ganho de tensão: pequeno aproximadamente 1. Resistência de entrada: grande. Resistência de saída: pequena. Ganho de potência: pequeno (10 a 20dB). Defasagem: zero (não há defasagem entre base e emissor). Sinal: entrada na base e saída no emissor.

65 Coletor comum

66 Corte e saturação Conforme a polarização um transistor pode atuar em três regiões: região de corte, região ativa e região de saturação. Na região ativa o transistor opera como amplificador e nas regiões de corte e saturação como chave, ou seja, serve para comutação, conduzindo ou não. O transistor trabalhará na região de corte caso a corrente de base seja menor ou igual a zero, dessa forma a corrente de coletor será nula. Por outro lado se trabalharmos com uma corrente de base entre zero e a corrente de saturação (IBSAT), iremos operar na região ativa. Para uma corrente de base acima de IBSAT, o transistor operará na região de saturação, ou seja, circular pelo coletor uma corrente limite (ICCSAT), imposta de acordo com a polarização.

67 Corte e saturação

68 Diodo Diodo semicondutor é um dispositivo ou componente eletrônico composto de cristal semicondutor de silício ou germânio numa película cristalina cujas faces opostas são dopadas por diferentes gases durante sua formação. É o tipo mais simples de componente eletrônico semicondutor, usado como retificador de corrente elétrica. Possui uma queda de tensão de 0,3V e 0,7V dependendo do material que é utilizado.

69 Diodo

70 Os diodos são projetados para assumir diferentes características: diodos retificadores são capazes de conduzir altas correntes elétricas em baixa freqüência, diodos de sinal caracterizam-se por retificar sinais de alta freqüência, diodos de chaveamento são indicados na condução de altas correntes em circuitos chaveados. Dependendo das características dos materiais e dopagem dos semicondutores há uma gama de dispositivos eletrônicos variantes do diodo:

71 Diodo Diodo zener Diodo Schottky Diodo túnel Diodo emissor de luz FotodiodoVaricapSCR


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